专题3 选择题突破(3) 命题点4 电化学中的多室、多池装置(Word教参)-【精讲精练】2026年高考化学二轮专题辅导与训练

该高中化学高考复习讲义聚焦电化学多室、多池装置核心考点，涵盖交换膜类型及特点、判断方法、作用分析及多室装置应用，按“基础原理-判断策略-实际应用”逻辑架构知识体系。通过考点梳理、方法指导（如交换膜判断步骤）、真题训练（2023-2025年高考真题）等环节，帮助学生系统突破电化学难点。 讲义突出科学思维与科学探究素养培养，如以锌碘单液流电池为例，引导学生通过电极反应推理离子移动方向及交换膜类型，构建“电极反应-离子迁移-膜类型判断”思维模型。设置真题精讲（全国卷典型题）与分层练习（基础应用+综合提升），助力学生在有限时间内掌握解题方法，为教师精准把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

命题点4　电化学中的多室、多池装置 [对应学生用书P55] 1．交换膜类型及特点 交换膜类型 阳膜 阴膜 双极膜 特定的交换膜 允许通过的离子及移动方向 阳离子移向原电池的正极(电解池的阴极) 阴离子移向原电池的负极(电解池的阳极) 中间层中的H2O解离出H＋和OH－，H＋移向原电池的正极(电解池的阴极)，OH－移向原电池的负极(电解池的阳极) 只允许特定的离子或分子通过，如质子交换膜只允许H＋通过，氯离子交换膜只允许Cl－通过 通性 无论是原电池还是电解池中，阳离子均移向得电子的一极，阴离子均移向失电子的一极 2．离子交换膜的判断 如：我国科学家研发出一种新型的锌碘单液流电池，其原理如图所示： 分析： 负极：Zn－2e－===Zn2+，阳离子浓度增大，为平衡电荷，Cl－移向A区，M为阴离子交换膜。 正极：I2＋2e－===2I－，阴离子浓度增大，为平衡电荷，K＋移向B区，N为阳离子交换膜。 3．离子交换膜的作用 (1) (2)形成浓差电池 分析：左池为稀AgNO3溶液，右池为浓AgNO3溶液。只有两边AgNO3溶液浓度不同，才能形成浓差电池。 正、负电极均为Ag单质。随着反应进行，左右两池浓度的差值逐渐减小，外电路中电流将减小，电流表指针偏转幅度逐渐变小。当左右两侧离子浓度相等时，电池将停止工作，不再有电流产生，此时溶液中左、右两边硝酸银溶液的物质的量浓度相等。 离子交换膜的作用是不允许Ag＋穿过，只允许NO通过，所以是阴离子交换膜。负极Ag失电子变成Ag＋，为了平衡电荷，正极区的NO就通过阴离子交换膜向负极移动。 4．多室、多池装置分析 (1)双膜三室处理吸收液(吸收了烟气中的SO2)(或污水) 阳极室：HSO－2e－＋H2O===SO＋3H＋或SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋ 吸收液(或污水)：Na＋穿过阳膜进入阴极室(左室)；HSO和SO穿过阴膜进入阳极室(右室)。 阴极室：2H2O＋4e－===2OH－＋H2↑ HSO ＋ OH－===SO＋H2O 产品： 阳极室：较浓的硫酸，阴极室：亚硫酸钠。 (2)三膜四室制备硼酸[H3BO3( 一元弱酸)] 阳极室：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 产品室：H＋＋B(OH)===H3BO3＋ H2O 原料室：B(OH)穿过阴膜进入产品室，Na＋穿过阳膜进入阴极室 阴极室：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 1．(2025·云南卷)一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中H2O解离的H＋和OH－在电场作用下向两极迁移。除硼原理：[B(OH)4]－＋H＋===B(OH)3＋H2O。下列说法错误的是(　　) A．Pt电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B．外加电场可促进双极膜中水的电离 C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．Ⅳ室每生成1 mol NaOH，同时Ⅱ室最多生成1 mol B(OH)3 解析　Pt电极为阳极，阳极发生的反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，A正确；水可微弱的电离出H＋和OH－，在外加电场作用下，使H＋和OH－往两侧移动，降低了浓度，可促进双极膜中水的电离，B正确；Ⅲ室中氯化钠浓度降低了，说明Na＋往阴极方向移动，Cl－往阳极方向移动，即Na＋往右侧移动，通过Y膜，则Y膜为阳离子交换膜，Cl－往左侧移动，通过X膜，则X膜为阳离子交换膜，C错误；Ⅳ室每生成1 mol NaOH，则转移1 mol电子，有1 mol H＋移到Ⅱ室中，生成1 mol B(OH)3，D正确。 答案　C 2．(2025·河南卷)一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．Ⅱ为阳离子交换膜 B．电极a附近溶液的pH减小 C．电极b上发生的电极反应式为[Fe(CN)6]4-＋e－===[Fe(CN)6]3- D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5 g NaCl，理论上可回收1 mol LiCl 解析　由图可知，左侧为阴极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，右侧为阳极，电极反应为[Fe(CN)6]4-－e－===[Fe(CN)6]3-，在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透过膜Ⅰ进入阴极区得到氢氧化钠，氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在此处得到LiCl，则膜Ⅰ为阳膜，膜Ⅱ为阴膜，膜Ⅲ为阳膜，据此解答。由分析可知，膜Ⅱ为阴膜， A错误；a电极的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，pH变大，B错误；电极b的反应为[Fe(CN)6]4-－e－===[Fe(CN)6]3-，C错误；每脱除58.5 g NaCl，转移电子数为1 mol，有1 mol Li＋和1 mol Cl－分别透过离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到1 mol LiCl，D正确。 答案　D 3．(2023·广东卷)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H＋和OH－，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是(　　) A.电解总反应：KNO3＋3H2O===NH3·H2O＋2O2↑＋KOH B．每生成1 mol NH3·H2O，双极膜处有9 mol的H2O解离 C．电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变 D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率 解析　由大电流催化电解KNO3溶液制氨可知，在电极a处KNO3放电生成NH3，发生还原反应，故电极a为阴极，电极反应式为NO＋8e－＋9H＋===NH3·H2O＋2H2O，电极b为阳极，电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，电解总反应为KNO3＋3H2O===NH3·H2O＋2O2↑＋KOH，故A正确；每生成1 mol NH3·H2O，阴极得8 mol e－，同时双极膜处有8 mol H＋进入阴极室，即有8 mol 的H2O解离，故B错误；电解过程中，阳极室每消耗4 mol OH－，同时有4 mol OH－通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确；相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于H2O被催化解离成H＋和OH－，可提高氨生成速率，故D正确。 答案　B 4．(2023·湖北卷)我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为x mol·h-1。下列说法错误的是(　　) A．b电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜 D．海水为电解池补水的速率为2x mol·h-1 解析　由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，电池总反应为2H2O2H2↑＋O2↑，据此解答。由分析知b电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故A正确；该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，为保持OH－离子浓度不变，则阴极产生的OH－要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换膜，故B正确；电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；由电解总反应可知，每生成1 mol H2要消耗1 mol H2O，生成H2的速率为x mol·h-1，则补水的速率也应是x mol·h-1，故D错误。 答案　D 1．(2025·安徽省六安市高三模拟)一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物—空气液流二次电池工作时，原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．连接负载时，电极A为正极 B．连接负载时，电极A的反应方程式为2S－2e－===S C．连接电源时，电路中每通过2NA个电子，生成NaOH的质量为80 g D．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 解析　该电池为碱性多硫化物—空气液流二次电池，所以放电时通入空气的一极为正极，即电极B为正极，电极A为负极，充电时电极B为阳极，电极A为阴极。连接负载时为原电池，电极B为正极，A错误；连接负载时为原电池，电极A为负极，发生氧化反应，电极反应为2S－2e－===S，B正确；连接电源时为电解池，电极B反应为4OH－－4e－===O2＋2H2O，电极A反应为S＋2e－===2S，不产生NaOH，C错误；放电时，正极发生还原反应，反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；负极发生氧化反应，反应为2S－2e－===S；正极区氢氧根离子向左侧运动，离子交换膜b为阴离子交换膜；负极区钠离子向右侧运动，离子交换膜a为阳离子交换膜，D错误。 答案　B 2．一种微生物电池无害化处理有机废水的原理如图所示，废水中含有的有机物用C6H12O6表示。下列说法正确的是(　　) A．N极电势低于M极电势 B．温度越高废水处理速率越快 C．M极产生5.6 L CO2，则Ⅲ区溶液质量增加23 g D．M极的电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋ 解析　M极有机物生成CO2，发生氧化反应，是负极，N极为正极，正极上发生还原反应，依次分析。M极C6H12O6转化为CO2，碳元素化合价升高，M极为原电池负极，负极电势低于正极电势，A错误；升高温度微生物容易失去活性，影响电池工作效率，B错误；未指明CO2所处的温度和压强，C错误；M极为负极，发生氧化反应，有机物被氧化生成CO2，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒可得电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋，D正确。 答案　D 学科网（北京）股份有限公司 $